Microcontrolador ATTINY85: Um pequeno Arduino

Você conhece o microcontrolador ATTINY85? Esse artigo tem uma novidade e um presente para vocês. Vários alunos já construíram projetos com poucas entradas/saídas digitais e utilizaram o microcontrolador ATMEGA328P. Mas há um problema: ele é caro, sobram muitos pinos digitais, seu circuito ficará complexo e a placa do projeto ocupará maior espaço.

Hoje eu quero te mostrar uma solução mais simples, porém, poderosa. Quero te apresentar o Microcontrolador ATTINY85. É um CHIP compacto, simples, de baixo custo e consumo de energia.

Ele é a solução para você que está buscando gastar menos e criar um projeto compacto.

Criamos uma placa de desenvolvimento para facilitar a construção dos seus projetos.

Sua criação foi inspirada no circuito da placa de circuito Digispark. A seguir, apresentamos a placa que nós desenvolvemos para você. Veja a Figura 1.

Analisamos o circuito da Digispark e inserimos algumas modificações.. O propósito é de adicionar novas características e funcionalidades na placa.

Veja o que você vai aprender nesse projeto:

  1. Compreender a estrutura do Microcontrolador ATTINY85;
  2. Entender a finalidade de cada componente do circuito da placa de desenvolvimento com o Microcontrolador ATTINY85;
  3. Como e por que é importante utilizar softwares de prototipagem digital para criar projetos eletrônicos;
  4. Analisar as principais funcionalidades da placa eletrônica.

Além disso, há um grande bônus para você: disponibilizaremos gratuitamente todos os arquivos para você baixar e montar esta placa. Vamos começar nossa jornada? Vem comigo!

Como surgiu a Placa de desenvolvimento do Microcontrolador ATTINY85?

O circuito dessa placa foi inspirado no esquema eletrônico da Placa de desenvolvimento DigisPark, que usa o Microcontrolador ATTINY85.

A Figura 2 mostra a placa Digispark e seus pinos.

placa digispark
Figura 2 - Placa de Desenvolvimento Digispark.

Perceba o poder que o CHIP ATTINY85 tem. Nele você vai encontrar diversos recursos:

  1. Pinos de entradas e saídas digitais;
  2. Conversor analógico-digital;
  3. PWM;
  4. I2C;
  5. SPI;
  6. Interrupção Externa.

O ATTINY85 é pequeno, mas é poderoso para construir inúmeras soluções. A seguir, vamos apresentar o esquema eletrônico da placa e como o circuito funciona. Vamos viajar na eletrônica?

Como funciona o circuito da Placa com o Microcontrolador Attiny85?

Na figura abaixo temos o esquema completo do circuito eletrônico da nossa placa.

Esquemático Eletrônico da Placa de Desenvolvimento ATTINY85.
Figura 3 - Esquemático Eletrônico da Placa de Desenvolvimento ATTINY85.

Começaremos a discussão pelo circuito de alimentação da placa. Veja a figura abaixo.

circuito regulador de tensão
Figura 4 - Circuito do Regulador de tensão da Placa Eletrônica.

— Como esse circuito funciona, Diego?

— Calma, vou explicar agora!

O Circuito de alimentação do Placa Arduino ATTINY85

O circuito da placa foi projetado para ser alimentado com uma tensão entre 7V e 12V.

Essa tensão de alimentação externa deve ser aplicada nos pinos Vin e GND.

Observe que a tensão de entrada(Vin) chegará no diodo 1N4004.

— Professor Diego, qual a funcionalidade desse diodo no circuito?

— Vamos falar disso agora!

Esse diodo é utilizado para proteger o circuito do microcontrolador attiny85 contra inversão de polaridade da fonte de alimentação.

— Ainda ficou sem entender? Vamos com mais calma.

Imagine que, acidentalmente, você inverteu os terminais da sua fonte de alimentação. Colocou o GND no Vin e o Vin no GND.

— Você concorda comigo que isso é uma inversão de polaridade da sua fonte de alimentação?

Portanto, esse diodo vai proteger o circuito. Lembre-se: o diodo retificador conduz apenas em um único sentido. Dessa forma, seu circuito não irá conduzir e você o protegerá contra essa falha.

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O diodo causa uma queda de tensão de 0,7V no valor da tensão de entrada Vin).  Isso ocorre por causa das características (barreira de potencial) do diodo retificador de silício.

O regulador de tensão AMS1117-5V

Em seguida, essa tensão chega na entrada do regulador de tensão AMS1117-5V. Agora, eu preciso que você preste atenção nisto: o microcontrolador ATTINY85 opera com uma tensão de 5V. É por isso que utilizamos esse regulador. Ele vai oferecer uma tensão de 5V regulada para o CHIP.

Os capacitores apresentados no circuito são recomendados pelo datasheet do AMS1117-5V.

A tensão de 5V é distribuída para diferentes partes do circuito.

Circuito de indicação de placa energizada

Em diversos equipamentos encontramos um circuito com LED para indicar seu estado ligado/desligado. O circuito abaixo tem essa função.

circuito do led sinalizador on off
Figura 5 - Circuito do LED sinalizador.

O LED é ativado quando a placa é energizada. O resistor de 330R tem a função de limitar a corrente do LED..

Circuito de transferência de código para o Microcontrolador ATTINY85

O circuito abaixo é responsável por transferir o código de programa para o microcontrolador ATTINY85.

Figura 6 - Circuito de transferência de código do Microcontrolador ATTINY85.
Figura 6 - Circuito de transferência de código do Microcontrolador ATTINY85.

A USB possui 4 terminais. São 2 de alimentação (VBUS e GND) e 2 para transferência de dados (D+ e D-). Os diodos D1 e D2 são do tipo Zener. Eles limitam a tensão das linhas de dados para 3,6V.

— Diego, para que serve o diodo D4?

— O Diodo D4 é utilizado para garantir a proteção de vários elementos do seu circuito. Vou explicar em mais detalhes.

Esse diodo serve para evitar que transientes ou sobretensões da USB danifiquem o microcontrolador ATTINY85 e vários outros componentes.

A seguir, falaremos do botão que foi utilizado com duas finalidades: reset e propósito geral.

Botão de reset e propósito geral

Em grande parte das aplicações encontramos um botão de reset. Ele é útil quando você quer resetar a aplicação, caso ocorra algum problema na execução do código.

O microcontrolador ATTINY85 tem poucos pinos digitais e não é interessante deixá-lo co um pino exclusivo para o botão de reset.

Como fazer para esse pino ser utilizado como digital e ter a possibilidade de desconectá-lo da função reset? Para essa situação utilizamos um jumper. Veja a figura abaixo.

Figura 7 - Jumper do botão de reset e propósito geral.
Figura 7 - Jumper do botão de reset e propósito geral.

O jumper JP4 tem a função de conectar e desconectar o circuito do botão ao pino de RESET (PB5). Portanto, é possível fazer duas coisas:

  1. Utilizar o pino PB5 como digital em uma aplicação;
  2. Ligar um fio na conexão no jumper e usar o botão em outro pino como entrada digital.
circuito do botão de reset da placa
Figura 8 - Circuito do Botão de Reset do Microcontrolador ATTINY85.
Layout da Placa de Circuito Impresso e Protótipo 3D

Desenvolvemos o layout da placa de circuito com o auxílio do Software Autodesk Eagle. Abaixo é possível ver o resultado. O comprimento e largura da placa é de 59×31 cm, respectivamente.

layout placa de desenvolvimento attiny85
Figura 9 - Layout da Placa de desenvolvimento do Microcontrolador ATTINY85.

Eu quero que você observe algo interessante. Em grande parte das placas de Arduino nós temos no máximo  2 a 3 pinos de GND. Essa baixa quantidade força o usuário a fazer conexões entre os fios. Isso, muitas vezes, gera problema de mau contato.

Para evitar isso, adicionamos pinos extras de GND, VCC e Vin. Desse modo, facilmente você pode montar suas ligações de uma forma simples e sem dores de cabeça.

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Veja o resultado final da placa de circuito impresso em 3D na figura abaixo.

placa de desenvolvimento microcontrolador attiny85
Figura 10 - Placa de Desenvolvimento com o Microcontrolador ATTINY85.

Você do resultado e quer ter acesso aos arquivos? Preencha o formulário abaixo e te enviaremos por email todos os arquivos da placa de desenvolvimento com microcontrolador ATTINY85. Você poderá acessá-los sempre que quiser. Se o e-mail demorar a chegar, pedimos que verifique a sua caixa de spam.

Baixe agora o arquivo da Placa de circuito!

— Professor Diego, como você faz para gerar essa visualização 3D da placa?

— Vou explicar isso no próximo tópico. Além disso, eu quero te apresentar algo novo que você pode fazer com o modelo 3D da placa. Preste atenção!

A prototipagem digital pode mudar sua forma de criar projetos

O software Autodesk Eagle gerou o arquivo 3D do protótipo da placa eletrônica com o Microcontrolador ATTINY85. Isso é extremamente útil quando estamos desenvolvendo projetos complexos.

Eu vou explicar o porquê.

Quando você trabalha com o Eagle, há a possibilidade de exportar o modelo 3D da placa para o software Fusion 360. O Fusion 360 é um software de modelagem 3D.

Agora pense no que você pode fazer com ele…

Você pode exportar a placa eletrônica do seu projeto e, dentro do Fusion 360, criar uma carcaça (case) de acordo com as dimensões da sua placa eletrônica. Pare e pense na quantidade de projetos que você pode fazer e no nível de qualidade que você pode alcançar.

É dessa forma que muitos projetos na indústria são desenvolvidos.

Há uma integração de diferentes softwares para que um projeto eletrônico seja construído. E você pode fazer isso para colocar suas ideias em prática.

Esses softwares te permitem transformar qualquer ideia da sua cabeça em algo real. Nós, aqui na Robô Lúdico, já criamos diferentes projetos com Arduino através do Fusion 360. Veja alguns deles.

Você quer fugir da protoboard e aprender a construir projetos dessa forma? Acesse agora o nosso ambiente de aulas e comece a estudar conosco.

Nossa formação é para makers, hobbystas, professores de robótica educacional. Com a nossa formação você será livre para criar o que quiser.

Discussões Finais

No próximo artigo te ensinaremos como preparar o Arduino ATTINY para receber o código e desenvolveremos uma aplicação de exemplo. Caso você tenha alguma dúvida, então clique no botão de WhatsApp e fale conosco.

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